Время на прочтение
2 мин
Количество просмотров 96K
Наступила зима, и я решил усовершенствовать систему вентиляции в моем загородном доме. До этого момента ее практически не было, все вентилирование осуществлялось за счет открывания окон, выбрасывания теплого отработанного воздуха и впускания холодного свежего с улицы. Я что-то слышал о системах рекуперации (recuperatio — обратное получение, возвращение), позволяющих не просто выбрасывать тепло вместе с воздухом, а использовать его для нагревания входящего свежего воздуха с заметной экономией энергии на отоплении. Подумав — а почему бы и нет, я решил попробовать сделать такую систему самостоятельно.
Теоретическая часть очень проста.
Рекуператор — это ящик со слоями фольги или чего то подобного, находящимися на небольшом расстоянии друг от друга. По четным промежуткам между слоями из дома выходит теплый отработанный воздух, по нечетным заходит с улицы свежий холодный. Потоки идут навстречу друг другу, при этом теплый отработанный воздух из дома, проходя по промежуткам между фольгой, соприкасаясь через фольгу с холодным воздухом с улицы, постепенно отдает ему свое тепло и выходя из рекуператора остывает почти до температуры входящего. Входящий с улицы воздух, в свою очередь, поглотив тепло выходящего из дома воздуха, нагревается почти до температуры воздуха в помещении.
Расчетная экономия на отоплении входящего с улицы воздуха ожидалась в районе 1-2 квт, при объеме циркуляции через вентиляцию с рекуператором около 100-150м3/час, что делало проект теоретически рентабельным и окупаемым.
Подумав и порисовав
я приступил к закупкам материалов и изготовлению устройства.
Для создания слоев я использовал фольгу для утепления парилки в бане толщиной 50 мкм, для проставок между слоями — трехмиллиметровый линолеум, разрезанный на полоски шириной 10-15мм. Для склеивания и герметизации — обычный хороший силиконовый герметик под пистолет, для звуко- и гидроизоляции внутри рекуператора — пластиковые сэндвич панели, для внешней стенки ящика — фанеру 12мм, а в качестве вентиляторов — обычные канальные вентиляторы диаметром 125мм производительностью до 188м3/ч.
Процесс изготовления состоял из двух основных этапов — изготовления ящика с внутренним слоем из пластиковой сэндвич панели
и приклеивания слоев фольги с проставками на силиконовый герметик. На одно только приклеивание слоев фольги с их вырезанием ушло дня четыре, не меньше.
Слоев вышло 43 штуки, общая площадь фольги в рекуператоре около 17 м2.
Дальше идет монтаж ящика на стену в топочной и подключение его к системе вентиляции.
Запуск, измерение температур воздуха в помещении, на улице, на выходе из рекуператора в дом и на выходе рекуператора на улицу, а также дальнейший расчет КПД по формуле КПД=(t[рек]-t[внешн])/(t[внутр]-t[внешн]) показали очень неплохой КПД — около 80%, притом что для коммерческих рекуператоров нормальным является КПД в районе 65-80%.
В чем секрет? В огромной площади теплообмена и удачной конструкции. 17м2 фольги против 4-5м2 у магазинных рекуператоров. Призматическая форма теплообменника вместо 2-3 квадратных теплообменников позволяет более эффективно использовать площадь и объем внутри рекуператора. Расчеты тепловой «мощности» рекуператора показали около полутора киловатт экономии энергии на обогрев воздуха.
Видео процесса создания рекуператора:
Для комфортного нахождения в помещении требуется его качественная вентиляция. Однако вместе с оттоком старого воздуха и подачей свежего происходят большие потери тепла. Для решения этой проблемы используют дорогие покупные рекуператоры. Они отбирают тепло в уходящего воздуха, и дают его приточному потоку. Сделать подобную систему можно своими руками из недорогих комплектующих.
Материалы:
- Пластиковая труба 110 мм;
- пластиковый тройник 110 мм;
- гофротруба 50 мм;
- вентиляторы 120 мм – 2 шт.;
- силиконовый герметик.
Процесс изготовления вентиляционной системы
Первым делом измеряем толщину стены. Затем нужно изготовить из фанеры 2 фланца для крепления вентиляторов.
Теперь вставляем в тройник 3 гофры.
Зазоры между ними с торца нужно загерметизировать. Для этого заливается герметик. Перед этим в них можно напихать обрезков вспененного полиэтилена, чтобы силикон не проваливался глубже.
Далее берем трубу, и по кругу насверливаем в ней вентиляционные отверстия, через которое будет всасываться воздух. Перфорацию делает так, чтобы расстояние между ней и тройником превосходило толщину стены.
Перфорированная труба стыкуется с тройником. Гофра соответственно заводится внутрь. Затем герметизируем силиконом открытый торец трубы.
Когда герметик высохнет, можно обрезать свисающие концы гофры. После этого наклеиваем на торец трубы москитную сетку.
Ранее сделанные фланцы нужно приклеить термоклеем на выходы тройника. Затем на них прикручиваются вентиляторы. Напротив трубы вентилятор поворачивается так, чтобы он выдувал воздух в гофры. Боковой устанавливается наоборот, чтобы всасывать поток через перфорацию.
Теперь сверлим отверстие в фасадной стене, и выводим систему на улицу. Вентиляторы должны оставаться в помещении. При включении вентиляции выходящий воздух будет греть трубки, а те в свою очередь смогут отдавать тепло приточному воздуху. Так охлаждение помещения существенно понизится.
Смотрите видео
Как сделать рекуператор своими руками?
Содержание
- Инструменты и материалы
- Схема изготовления
- Как увеличить КПД
- Рекомендации
Для создания здорового микроклимата в жилом помещении необходима вентиляция воздуха. Летом достаточно открыть форточку или окно. В холодное время года в таком случае придётся согревать поступающий воздух. С целью существенного снижения расходов на обогрев используются теплообменники рекуперативного типа. В статье разберем, как сделать рекуператор своими руками.
Инструменты и материалы
Примерный набор материалов и инструментов:
- металл 0.5-1 мм, текстолит или сотовый поликарбонат 1-5 мм в количестве 5, 10 или 15 м2 в зависимости от типа рекуператора;
- рейки 2-3 мм из дерева, технической пробки или оргстекла, шириной 1-1.5 см;
- нержавейка, ДСП, фанера для корпуса согласно чертежам;
- минеральная вата, пенополистирол для теплоизоляции;
- 4 фланца из пластика для воздуховодов на основе канализационных труб;
- лобзики по дереву и металлу, желательно электрические;
- силиконовый герметик;
- алюминиевая трубка 2-5 мм, длина по проекту;
- универсальный клей;
- саморезы;
- стальной уголок 20х20 мм, длина по проекту;
- шуруповёрт, ножовка по металлу;
- фильтры бумажные, автомобильные – сколько потребуется;
- строительный нож;
- молоток;
- дрель, набор свёрл;
- вентиляторы компьютерные или канальные в зависимости от проекта.
Фильтры заменяются или очищаются раз в 1-4 месяца.
Рекомендуются НЕРА-фильтры. Они недорогие, при этом выполняют очень глубокую очистку воздуха, в продаже есть разные типоразмеры.
Материалы заготавливаем соответственно выбранному типу рекуператора.
Схема изготовления
Прежде чем приступать к изготовлению, разберем, какие бывают рекуператоры. Приведём основные виды:
- собранные из тонких пластин;
- с применением вращения ротора;
- коаксиальные;
- изготовленные из трубок;
- с отдельным теплоносителем.
Общие параметры теплообменников:
- пластинчатый – КПД 60-80%, компактный, легко подключается;
- противоточный – КПД 80-90%, установка сложнее, более дорогой;
- роторный – КПД 75-85%, подходит для одной квартиры.
Квадратный теплообменник является основным узлом пластинчатого рекуператора. Пластины изготавливают из листов меди, алюминия толщиной 0.5-1.5 мм в зависимости от размера устройства. Можно использовать алюминиевую фольгу, но это дорого и сложно в изготовлении. Дешевле и проще в обработке полипропилен и поликарбонат 3-10 мм, практически без уменьшения КПД.
Из алюминиевых трубок можно собрать трубчатый рекуператор. От квадратного он отличается только формой в виде трубы, имея практически такой же КПД. Крепится в стене, то есть не требует системы крепления к потолку.
Из нескольких автомобильных радиаторов (обычно 2-4) можно сконструировать рекуператор с отдельным теплоносителем. Переносчиком тепла служит вода либо антифриз.
Для частного или загородного дома проще всего сделать своими руками пластинчатый рекуператор воздуха. Принцип его работы: тёплый и холодный воздушные потоки проходят сквозь друг друга не перемешиваясь.
Имеет следующие преимущества:
- простые конструкция и технология монтажа;
- КПД до 80%;
- большой срок службы;
- минимальное потребление электроэнергии;
- легко модернизировать.
Недостаток – образование водного конденсата при отрицательной температуре. Требуется как-то его удалять.
Разберем пошагово инструкцию его изготовления:
Из листов металла нарезаются квадраты 40х40, 50х50 мм в зависимости от желаемой мощности прибора в количестве 70-80 штук и площадью не меньше 3-5 м2. Плюс к этому 2 квадрата тех же размеров из фанеры или ДВП для обкладки батареи теплообменника.
Заметим, что элементы теплообменника можно изготовить из сотового поликарбоната, который дешевле и проще в обработке, а также не требует применения прокладок. Рекомендуется брать листы типа 2Н толщиной 4 мм.
Пожалуй, самая выгодная схема: для подачи тёплого воздуха использовать пластину из поликарбоната, а для холодного – металлическую.
Из рейки или пробки готовятся прокладки для металлических пластин по их размерам и шириной 1-1.5 см с расчётом 3 штуки на 1 пластину.
Рассчитывается приблизительная толщина стопки пластин по формуле Т= (тл х тп) х К + Д, где:
- тл – толщина листа;
- тп – толщина прокладки;
- К – количество листов;
- Д – допуск (сантиметров 10).
Отрезаем 4 уголка вычисленной длины, закрепляем на рабочем столе вертикально по углам 1 квадрата из дерева. Это шаблон для сборки.
Наклеиваем на каждый металлический лист по три прокладки: 1 по центру и 2 на краях параллельно друг к другу.
Формируем теплообменник, укладывая на шаблон лист за листом, поворачивая каждый раз на 90 градусов. Так организован обмен теплом в этом устройстве.
Завершается сборка вторым квадратом из дерева. Сверху кладём груз 5-6 кг до полного высыхания клея. Затем, отметив высоту пачки на уголках, снимаем их, удаляем лишнее. Саморезами прикрепляем к обкладкам.
Изготавливаем корпус по размерам теплообменника: основной масштаб – это его диагональ и толщина.
В случае одного пакета его края могут крепиться на всех сторонах корпуса. Отверстия в боковых стенках выпиливаются под имеющиеся материалы, такие как вентиляторы, входные/выходные вентиляционные короба или трубы.
Следует иметь в виду, что теплообменник монтируется вертикально так, чтобы вентиляторы оказались вверху. Это важно для оттока конденсата: сливная трубка должна находиться в правой нижней части рекуператора.
Из помещения воздух подаётся ко входу левого на рисунке вентилятора, а правый – всасывает наружный воздух.
В случае если устройство будет работать в неотапливаемом помещении, теплоизолируйте его как можно лучше, например, минеральной ватой, пенополистиролом.
Один из вариантов установки пластинчатого рекуператора приведён на рисунке.
Далее рассмотрим, как в домашних условиях собрать самому коаксиальный рекуператор.
Преимущества рассматриваемого устройства:
- не имеет движущихся частей;
- хороший КПД до 65%;
- простота конструкции;
- автономность – монтируется непосредственно в стене.
Все необходимые материалы легко приобрести в хозяйственном магазине:
- пластиковая канализационная труба диаметром 16 см;
- тройники – 2 шт.;
- соответствующие трубе и вентиляторам переходники – 3 шт.;
- алюминиевая гофротруба диаметром 10 см, длина равна 1.5 длины пластиковой трубы.
Диаметры переходников, гофротрубы и вентиляторов одинаковые:
- Определяемся с длиной трубы, помня, что КПД напрямую зависит от этого параметра. Отрезаем по размеру обе трубы.
- Размещаем кольцами предельно растянутый гофр внутри пластиковой трубы.
- После растяжки присоединяем тройники с обеих сторон так, чтобы гофр проходил в ответвления. Приклеиваем алюминий по диаметру к краям пластика, отрезаем лишнее.
- Присоединяем третий переходник со стороны домашней части трубы. С этой же стороны устанавливаем вентиляторы: через гофротрубу воздух выдувается наружу.
- Не забываем оба уличных отверстия закрыть фильтрами, чтобы мухи не летели.
В том случае, если рекуператор проходит через стену, вставьте его в канал стены и продолжайте с пункта 2.
Для небольших помещений и при наличии материала можете собрать трубчатый теплообменник рекуперации воздуха. Комплектующие те же, что в предыдущем случае, только надо заменить гофротрубу на трубки алюминиевые или стальные с диаметром 3-5 мм, взять немного листового металла либо пластика 2-4 мм и два Т-образных тройника:
- Из листа по диаметру трубы вырезаем 2 круга. Разметив произвольно, одновременно в обоих высверливаем отверстия под внешний размер трубок. Чем больше отверстий, тем выше КПД.
- Все трубки собираем между кругами, проклеивая соединения. Теплообменник готов.
- Помещаем его в трубу. На обе стороны надеваем тройники так, чтобы край каждого был выше пластин теплообменника.
- С одной стороны конструкции в оба раструба тройника укрепляем вентиляторы.
Противоположные следует закрыть фильтрами.
Представим интересное практическое решение: парный трубчатый реверсивный рекуператор для монтирования в стене.
Необходимые материалы:
- 2 отрезка канализационной трубы;
- заглушки на них – 2 шт.;
- схема управления.
Общий вид приведён ниже:
- Как обычно, рисуем чертеж с учётом места эксплуатации прибора. Отрезаем кусок трубы и необходимое количество трубок.
- Забиваем рабочий объём трубками вплотную.
- Монтируем вентиляторы в заглушку «спинами» друг к другу. С другой стороны трубы клеим фильтр.
- Повторяем операции для второго устройства.
- Ответственный момент – изготовление электронной схемы управления. Принцип работы системы двух блоков «тяни-толкай»: один выталкивает воздух в течение, например, минуты, другой – засасывает, и наоборот.
Вместо трубок предлагается использовать пластмассовые шарики с диаметрами около 5 мм. Поверхность обмена теплом значительно увеличится, и КПД – тоже.
Роторный рекуператор воздуха имеет высокий КПД, однако считается малопригодным для установки в жилых помещениях из-за высоких массогабаритных показателей, сложности изготовления и сборки.
Принцип функционирования понятен из рисунка: в кожухе вращается барабан, состоящий из множества канальцев, образованных гофрированным тонким металлом или трубочками, в которых и происходит теплообмен. В состав кожуха входят 2 воздушных короба подачи и отвода.
Ясно, что в такой конструкции происходит смешение потоков и частичный возврат воздуха, что уменьшает эффективность прибора. Но есть и плюс – влажность практически не изменяется.
Представляем вариант самодельного роторного рекуператора воздуха.
Материалы:
- длинный стальной стержень с резьбой, диаметр 5-10 мм;
- щипцы для блоков-заклёпок;
- G-образная струбцина.
Приведем примерный порядок действий:
- Создаём чертежи всего устройства под роторный теплообменник, включая короба отвода-подвода воздуха, крепления моторчика, привод и прочее.
- Нарезаем трубки в количестве, рассчитанном по формулам: К = (площадь барабана) / (площадь трубки) или [ (радиус барабана) / (радиус трубки) ]х2. Длина трубок меньше длины барабана сантиметра на 2, чтобы была возможность загнуть бортики сверху и снизу.
- Если удалось найти трубу из металла или пластика с нужными диаметром и длиной, переходите к следующему пункту. В противном случае из металла сделайте барабан по своему эскизу. Для этого вначале выпилите круг из фанеры, затем металлический прямоугольник. Сверните его вокруг фанерного кружка с нахлёстом, скрепите струбциной. Действуя дрелью и щипцами, склепайте края цилиндра.
- Из листа металла делаем 2 круга, и лобзиком вырезаем из них 2 торцевые крестовины.
- Концы резьбового стержня зашлифовываем – это ось теплообменника.
- Собираем каркас ротора: цилиндр + крестовины + ось. Туго набиваем цилиндр трубками.
Ротор рекуператора готов. Смонтируйте его в корпусе воздухообменника.
Как увеличить КПД
Для увеличения эффективности самодельного устройства следует тщательно исполнять технологические операции на всех этапах его проектирования и изготовления.
КПД – это доля энергии, которую при теплообмене тёплый воздух отдаёт холодному. Поэтому следует максимизировать эту долю:
- увеличить габариты прибора – увеличивается время взаимодействия воздушных потоков, а значит, и теплообмен;
- увеличить площадь рабочей поверхности рекуператора, используя гофрированные пластины с меньшими размерами профиля;
- проектировать большие объёмы выходящего воздуха, чем входящего;
- использовать теплоизолирующие материалы хорошего качества;
- тщательно герметизировать все объёмы с движущимся воздухом, не допуская смешения потоков;
- вовремя очищать или заменять входные/выходные фильтры, уменьшая этим сопротивление потоку воздуха и улучшая его качество;
- если у вас неуправляемый рекуператор, в зимнюю пору время от времени отключайте входной вентилятор, чтобы удалить наледь внутри устройства.
После установки рекуператора в рабочее положение разумно и интересно узнать его КПД. Эта величина даёт отношение доли переданной холодному воздуху энергии от тёплого домашнего.
Порядок такой:
- включаем прибор, выжидаем некоторое время;
- градусником измеряем три температуры – с улицы на входе устройства, в доме, на выходе;
- вычисляем по формуле КПД = (Тр-Ту) / (Тд-Ту) *100, где
- Тр – температура на выходе рекуператора;
- Ту – температура на входе, с улицы;
- Тд – температура дома.
Пример: Тр=17, Ту=5, Тд=24 градусов. КПД = (17-5) / (24-5) *100=63%.
Рекомендации
Выбирайте тип рекуператора, исходя прежде всего из имеющихся возможностей – материальных и финансовых.
Нарисуйте схемы устройства и чертежи отдельных элементов и узлов. Сделайте, если есть возможность, хотя бы простейший расчёт основного параметра рекуператора – его площади.
В случае пластинчатого теплообменника из металла эта площадь в расчёте на одного человека 4-6 м2 в зависимости от объёма помещения, а мощность вентилятора – 60-100 м3/час.
В общем случае КПД зависит от размеров агрегата, поэтому используйте свои возможности в полной мере.
Наглядный обзор создания роторного рекуператора своими руками для дома представлен в следующем видео.
Как сделать рекуператор воздуха своими руками: пошаговая инструкция
- 27 Декабря, 2020
- Электричество
Термин «рекуперация» происходит от латинского корня – recuperatio («снова обрести», «вновь получить), в технике обозначает получение вновь израсходованного материала или ресурса в рамках того же технологического процесса.
Парадокс системы вентиляции помещений заключен в том, что при открытии доступа приточному холодному воздуху удаляется нагретый вытяжной, что приводит к энерготратам. Для уменьшения доли расходов разработаны технические решения, где реализована идея передачи тепла этих воздушных потоков без их смешивания. Чтобы сделать сокращающий траты рекуператор воздуха для дома своими руками, необходимо соблюдать последовательность действий.
Шаг первый – знакомство с принципами работы
Интерес к безопасным и безотходным устройствам привел к исследованиям и теоретическим вычислениям конструкций рекуператоров воздуха. Понятные строителям и проектировщикам формулы и графики на бытовом уровне выглядят так. Устройство по обмену теплом воздушных масс, которые не перемешиваются и движутся по различным магистралям, эффективно, если существует разница температур, но если ее нет — обмениваться нечем. Чем больше площадь теплового контакта, тем лучше результат рекуперации. Последний показатель противоречив: повышение эффективности снижает аэродинамические характеристики системы, и требуются дополнительные решения в виде увеличения длины участка разгона холодного воздуха либо принудительное его нагнетание с соответствующими энергозатратами. Эти тезисы должны применяться, если поставлена задача сделать рекуператор воздуха своими руками.
Шаг 2. Выбор типа устройств
Многообразие решений сводится к четырем простым конструкциям:
- пластинчатые;
- роторные;
- трубчатые;
- камерные.
Пластинчатые рекуператоры — это емкость с набором перегородок, разделяющих два противотока воздуха — холодный приточный и теплый вытяжной, которые увеличивают площадь их теплообмена. Конструктивным недостатком является неизбежное торможение потоков о препятствия и снижение аэродинамических показателей и неизбежность образования конденсата, что заставляет оборудовать их сборниками влаги, отводами и водяными затворами.
Простота, дешевизна и эффективность до 85 % — аргументы для установки в помещениях небольшого внутреннего объема.
Трубчатые конструкции не замедляют перемещения воздуха, так как смонтированы из системы трубок меньшего диаметра внутри имеющегося крупного воздуховода проектных характеристик.
Механизм более эффективный, теплопередача ускоряется, но использование дополнительных материалов приводит к его удорожанию.
В роторных рекуператорах для улучшения теплообмена используется специально размещенный набор вращающихся дисков, нагревающихся в теплых каналах и остывающих в холодных. Недостаток этой схемы — зазоры для беспрепятственного вращения поверхности дисков, которые приводят к незначительному смешению разнонаправленных потоков. Конструкция позволяет контролировать объемы воздуха скоростью вращения ротора, эффективность достигает величин 95 %, что, определяет целесообразность их установки на предприятиях и цехах с большими внутренними объемами.
В камерных рекуператорах удаляемый воздух последовательно нагревает одну половину конструкции. Далее заслонкой его поток перенаправляется во вторую часть воздуховода. По нагретой камере открывается доступ потокам холодного приходящего воздуха. По мере охлаждения стенок цикл повторяется. Применение ограничено из-за возможности загрязнения поступаемого воздуха.
Эти конструкции применяются в промышленности и для самостоятельной установки механизма, когда изготовлен самодельный рекуператор воздуха своими руками, с простейшим устройством и из подсобных материалов. Более сложные схемы с промежуточными теплоносителями и тепловыми трубами малопригодны для домашнего мастера.
Усовершенствования
Перечисленные системы рекуперации работают при естественном перемещении воздушных масс. Улучшение показателей в дальнейших модернизациях достигается принудительной вентиляцией потоков. Более впечатляющие результаты достигаются, если система рекуперации предусмотрена на стадии проектирования строительных работ и все системы контроля климата работают в едином комплексе.
Шаг 3. Место размещения
По месту монтажа устройства для рекуперации бывают потолочные и напольные. Существует вариант стеновой автономной установки, когда он работает независимо от общей системы отопления и вентиляции. В этом случае рекуператоры устанавливаются в помещении, где есть граничащие с атмосферой стены. Потолочное размещение целесообразно при наличии натяжных или подвесных потолков.
В этих технологических полостях все коммуникации будут скрыты, и эстетика жилого помещения не пострадает.
Напольное размещение предполагает установку конструкции в технических помещениях совместно с системами кондиционирования или отопления воздухом. Производительность этих схем неограниченная, но требует грамотно разработанной сопутствующей обвязки. В отличие от потолочного размещения, этот способ дешевле и легче по трудозатратам.
Иногда так решается проблема охлаждения помещения с ограниченным объемом при работе в нем мощного источника.
Шаг 4. Способы управления
Рекуператор как часть системы регулирования климата внутри жилых помещений управляется как в ручном, так и в автоматическом режиме, в зависимости от особенностей конструкции. В простом случае — это регулирование воздушных потоков в ручном режиме заслонками, при наличии вентиляторов — изменение их режимов работы приборами управления автономно или автоматически при подключении к приборам общедомового контроля температуры и влажности.
Шаг 5. Разработка плана действий
Чтобы сделать рекуператор воздуха своими руками, начать следует с теории. Рассчитывают его необходимую мощность, исходя из норматива 60 кубометров приходящего воздуха в помещении на одного постоянно присутствующего человека, по формуле:
- Потребность в кубометрах = 0,335 х 60 х Количество людей х Разница температур исходящего и входящего воздуха (ориентируясь на данные метеослужбы о минимальных ее значениях за последние годы).
Расчет для двух человек и разницы температур на улице и внутри в 15 градусов (0,335 х 120 х 15) показывает, что планируемая к установке система должна обеспечить приток 603 кубов воздуха.
Далее разрабатывается план, как сделать рекуператор воздуха своими руками, принимая во внимание:
- сложность изготовления выбранного механизма;
- стоимость материалов;
- эксплуатационные расходы;
- затраты при обслуживании.
Итоги планирования оформляются в виде таблиц и рабочих чертежей. Далее наступает последний шаг — реализация планов. Для разных видов помещений он различен.
Рекуператор воздуха для квартиры своими руками
Квартиры отличаются небольшим внутренним пространством, отсутствием ярусности, чердачных помещений, поэтому нет потребности в мощных климатических установках. Но для изготовления даже простых рекуператоров воздуха своими руками чертежи необходимы, они позволят избежать лишних трат и усилий при установке.
Для квартиры удобнее всего будет монтаж автономного пластинчатого рекуператора со стеновым размещением. Потребуются материалы (оцинковка толщиной не толще 1,5 мм и площадью до 10 кв. м, поликарбонат или пластик, ДСП, дерево, оргстекло, герметик, саморезы) и инструменты из арсенала домашнего мастера: шуруповерт, электрический лобзик для дерева, ножницы по металлу, болгарка, перчатки.
Сделать рекуператор воздуха своими руками можно в три этапа:
- Нужно изготовить теплообменник из оцинкованных пластин.
- Поместить его в короб.
- Зафиксировать элементы конструкции.
Рабочим телом для обмена тепла являются оцинкованные пластины прямоугольной или квадратной формы. Сначала делают разметку, определенную чертежом на этапе планирования, затем их вырезают и собирают в кассету из 30–50 слоев. Зазор, необходимый для циркуляции воздушных потоков, обеспечивается приклеенными деревянными рейками по центру и двум параллельным сторонам. Каждая пластина кассеты при укладке поворачивается на 90 градусов и склеивается с предыдущим с помощью этих трех реек. Стальные уголки, закрепленные саморезами по ребрам, придают жесткость полученному теплообменнику. Получившаяся конструкция имеет два расположенных крест-накрест равноценных воздуховода, к которым крепятся переходные фланцы. По размерам кассеты изготавливается короб с внутренней перегородкой для разделения теплого и холодного потоков и технологическими отверстиями для подведения и отвода воздушных масс.
Кассета жестко закрепляется, сверху прикрывается крышкой, швы герметизируются, и конструкция размещается на запланированном месте.
При изготовлении пластинчатого рекуператора воздуха своими руками основное внимание следует уделить способам удаления конденсата из системы. Проще всего прикрепить водоотводные трубки с выводом их на улицу по типу кондиционеров.
Рекуператор воздуха для частного дома своими руками
Потребности частного дома в улучшении внутреннего климата больше, поэтому лучше проектировать централизованную систему с принудительной вентиляцией. Сложность конструкций зависит от количества и функций помещений, количества жильцов и типа установленного устройства. Для больших объемов целесообразнее применение самостоятельно изготовленного трубчатого или коаксиального рекуператора воздуха. Своими руками изготовленная система позволяет экономить до 10 % общего энергопотребления в отопительный сезон.
Для изготовления потребуются материалы (сантехническая пластиковая или металлическая труба диаметром 15 см и металлические трубки меньшего диаметра, переходники для воздуховодов, герметик) и инструменты (дрель, болгарка, разметочный карандаш, перчатки). По месту размещения определяются размеры пластиковой или металлической трубы, которая будет каналом для согреваемого воздуха. Из пластика изготавливаются заглушки для размещения металлических трубок, которые и будут служить рабочим телом. Фиксация их происходит в просверленных отверстиях, а количество ограничивается только размерами канала, куда и помещается собранный теплообменник. Все соединения закрепляются и герметизируются.
Применение сложных теплообменников
Существуют конструкции, состоящие из двух радиаторов и циркулирующей между ними жидкости, выполняющей теплообменные функции. Применение их ограничивается стоимостью комплектующих деталей и громоздкостью, но они функциональны и продуктивны. Фреоновые с испарением теплоносителя энергонезависимы, но работоспособны в определенном температурном диапазоне, другие нуждаются в принудительной циркуляции жидкости.
Планирование систем при постройке дома
Идеи, как сделать рекуператор самому, возникают при модернизации жилища, но самые продуктивные решения возможны на стадии проектирования и последующего строительства. Если с самого начала встроить воздушные каналы в схему управления климата, то КПД будет максимальным.
Но это требует предварительных расчетов и профессионального проектирования приточно-вытяжной вентиляции.
Рекуператор для охлаждения
Разбираемые примеры рассматривались для снижения затрат в отопительный сезон, но система рекуперации работает и в летнее время для охлаждения приточного теплого воздуха.
Если собрать конструкцию из роторного рекуператора и встроенного теплового насоса, то она сможет стать альтернативой кондиционеру.
Качество воздуха определяется главными характеристиками – чистотой, влажностью, а также насыщенностью кислорода. Все эти параметры помогают урегулировать именно правильная выполненная вентиляция, а также встроенная климатическая техника. Для этого часто используются рекуператоры воздуха.
В том месте, где отлажена работа всех систем, человек будет чувствовать себя всегда прекрасно. Его работоспособность повысится, и принесет неплохие результаты. В этом случае стоит воспользоваться таким устройством как рекуператор.
Рекуператор воздуха для дома – для чего он нужен?
Вентиляционные устройства, которые способствуют движению воздуха и имеющие теплообменник, помогают сохранить комфортную температуру в доме и сберечь здоровье его жителей. Благодаря воздухообменнику в доме не будет скопления углекислого газа, не возникнет сырости и посторонних неприятных запахов.
Установка рекуперационной системы облегчает жизнь аллергикам
Принудительная вентиляция освобождает воздух в помещении от раздражающей пыли, пыльцы растений и других аллергенов. Ещё одна причина, по которой стоит использовать рекуператор для частного дома – выгодная экономия на отоплении.
Как рассчитать необходимую производительность?
При расчете необходимой производительности системы важно учесть требования действующих санитарных норм. При постоянном нахождении в жилом помещении людей на каждого человека должно приходится не менее 30 м³ свежего воздуха в час. Для нежилых комнат данная цифра может быть уменьшена в три раза. При этом СНиП допускает норму в 3 м³/час на каждый м² жилого помещения. Отталкиваясь от данных норм, можно произвести расчет производительности по следующей формуле:
Pр = КПВ * 0,355 * (Тк-Тн), где
Pр – производительность установки, м³/час. КПВ – Необходимый объем свежего воздуха, = 30 м³/час * количество человек или = 3 м³/час * м² площадь жилых помещений. 0,355 – стандартный поправочный коэффициент. Тк – требуемая температура в комнате. Тн – температура внешнего воздуха.
Рекуператор: что это такое?
Устройство воздухообменника
Приточно-вытяжная вентиляция с рекуператором состоит из нескольких частей:
- устройство для забора воздуха с улицы;
- устройство для удаления воздуха из помещения на улицу;
- вентиляция с рекуператором;
- соединительные каналы;
- регулировочные диффузоры, контролирующие направление и количество перемещаемого воздуха.
Основным отличием этой системы от обычной вентиляции является рекуператор тепла. Свежий воздух с улицы проходит через теплообменник, где встречается с тёплым воздухом помещения. Потоки не смешиваются, но холодная струя прогревается и попадает в дом уже тёплой. Этот способ обогрева даёт возможность не повышая расходов на отопление добиться оптимальной температуры в помещении.
Устройство устранит запотевание окон и повышенную влажность в помещении
Крышный и водяной рекуператоры
Эти системы еще более редки, т.к. изготавливаются для специальных условий. Крышные рекуператоры, как следует из названия, устанавливаются на крышах зданий, в основном крупных магазинов и супермаркетов, промышленных объектов и так далее. Сама особенность их конструкции предполагает большой объем внутреннего пространства. По основному принципу действия он может быть пластинчатым, роторным или комбинированным (особой инженерной разработкой).
Использовать крышный рекуператор для дома может быть целесообразно в том случае, если необходимо сэкономить внутренний объем помещения. Дело в том, что крышные модели рекуперационного оборудования, как правило, отличаются большими габаритами и повышенной мощностью, так как предназначены изначально для обслуживания больших помещений.
Водяной рециркуляционный рекуператор по своему КПД близок к пластинчатому, но сложнее в монтаже. Отличается он тем, что в качестве теплообменника в нем применяется дистиллированная вода или другой антифриз. Основное достоинство таких систем – то, что притяжной и вытяжной воздухопроводы в них могут быть разнесены на большое расстояние, соединяясь лишь теплоизолированным трубопроводом.
Основные типы рекуператоров для частного дома
Пластинчатый воздухообменник
Считается самым функциональным и сравнительно недорогим. Имеет разновидности:
- алюминиевые, выгодно отличающиеся ценой;
- пластиковые, имеющие более высокий коэффициент полезного действия по сравнению с металлическими;
- целлюлозные – самые эффективные, но неустойчивые к повышенной влажности.
Минусом этого прибора считается обмерзание зимой.
Роторные приборы
Внутри этого устройства находятся пластины, которые вращаются при движении воздуха.
Устройства отличаются высоким коэффициентом полезного действия и устойчивостью к воздействию влаги
Скорость вращения ротора можно менять, что увеличивает производительность прибора. Минусом роторного рекуператора является необходимость применения расходных материалов – фильтров. Ротор нуждается в периодическом обслуживании и работает на электричестве.
Статья по теме:
Приточный клапан в стену. Такое устройство иногда может стать настоящим спасением от духоты и плохого микроклимата. Давайте получше разберемся в нюансах его выбора и монтажа.
Водяные рекуператоры
Рекуперация тепла в системах вентиляции может осуществляться с помощью воды. Тепло воздушных потоков передаётся жидкости. Преимуществом подобного вида воздухообмена является отсутствие смешивания воздушных потоков и нахождение теплообменников в разных местах. Минусов у водных рекуператоров много: они расходуют много энергии, требуют дополнительной циркуляции жидкости и малоэффективны.
Водяной теплообменник
Рекуператоры для крыши
Используются в основном для хозяйственных помещений – ангаров, гаражей. Просты в монтаже и очень эффективны, но имеют высокую стоимость.
Принцип работы крышного воздухообменника
Принцип работы
Самодельное оборудование работает за счет обмена воздушными потоками между собой. Например, с наступлением холодов внутренняя высокая температура помещения воздействует на воздушные массы, заходящие снаружи. В летнее же время с появлением сильной жары осуществляется обратный процесс. В этом и заключается основное назначение установки под названием рекуператор. Принцип его работы в следующих моментах:
- комнатный воздух перемещается вдоль трубы с квадратным сечением;
- приточные воздушные массы преодолевают свой путь в поперечной плоскости;
- отсутствует открытый контакт холодного потока с горячим, они ограждены друг от друга специальными пластинчатыми перегородками.
Как сделать своими руками рекуператор воздуха для дома
Для собственноручного изготовления воздушного теплообменника потребуются:
- Оцинкованное железо, 2 листа.
- Фанерный кроб для корпуса рекуператора.
- Пробковый материал толщиной 20 мм для прокладки между листами.
- Силиконовый герметик.
- Датчик давления.
- Пластиковые фланцы.
- Электролобзик и метизы.
- Металлический уголок.
- Теплоизолятор (минвата).
Схема воздухообменника
- Оцинковку режут на квадратные куски с краями в 30 и 20 сантиметров. Для изготовления рекуператора для частного дома придётся вырезать 70 пластин. Металл режут электролобзиком, стараясь, чтобы края были совершенно ровными.
- К одной стороне каждой пластины, за исключением последней, приклеивается пробковое покрытие. Можно использовать пробку с готовым клейким слоем.
- Все пластины собираются в единую систему, при этом каждая из них укладывается под прямым углом с предыдущей. Завершает укладку пластина без пробкового покрытия.
- Полученную конструкцию закрепляют при помощи металлического уголка.
Обратите внимание! Все видимые щели конструкции заполняются силиконовым герметиком.
- Для закрепления фланцев на стенках кассет потребуется установить крепежи. В нижней части оставляется дренажное отверстие для удаления конденсата через трубку.
- На поверхности стенок устанавливаются направляющие их металлического уголка. При необходимости кассету можно будет вынуть из корпуса и почистить.
- Внутри корпуса крепится минвата толщиной в 4 сантиметра. На места прохождения тёплого воздуха закрепляется датчик давления. Он поможет своевременно бороться с обледенением.
Основной принцип организации вентиляции
- Остаётся только установить готовое устройство в вентиляционный рукав. По такому же принципу можно изготовить рекуператор для квартиры.
По каким параметрам следует выбирать рекуператор
Первое, на что требуется обратить внимание, выбирая модель приточно-вытяжного рекуператора, это на формулировки, которые использует производитель или продавец оборудования. Часто мы слышим следующее: «КПД до 99%», «эффективность до 100%» «эксплуатация до -50ºС» – все эти фразы – не более чем проявление маркетинговой стратегии с одновременной попыткой ввести покупателя в заблуждение. Как показал опыт эксплуатации рекуператоров в российском климате, металлические рекуператоры стабильно работают при понижении температуры до -10ºС. Дальше начинается процесс снижения КПД из-за обмерзания рекуператора. Чтобы этого не происходило, многие производители используют дополнительные источники нагрева (электрический преднагрев).
Второе, на что нужно обратить внимание, это на толщину корпуса оборудования, на материал, из которого изготовлен каркас корпуса и на наличие мостиков холода в корпусе. Опять возвращаемся к опыту использования: рассмотрим особенности корпуса толщиной 30мм. Данный корпус не выдерживает понижения уличной температуры до -5ºС и его необходимо изолировать дополнительно. Если корпус выполнен из алюминиевого каркаса, то дополнительная изоляция также станет его неотъемлемой частью. Ведь алюминий – это один большой мостик холода, «раскинувшийся» по всему периметру корпуса.
Третье: одна из частых ошибок при выборе рекуператора состоит в том, что покупатель не учитывает свободный напор вентиляторов. Он видит только волшебную цифру – 500 м³ и цену – 50 тыс. руб., а о том, что вентилятор имеет напор – 0 Па при 500 м³ покупатель узнает только после окончания ремонта дома, то есть во время эксплуатации уже установленного оборудования.
Четвертый критерий выбора заключается в наличии автоматики и в возможности подключения к ней опциональных компонентов. Автоматика позволяет значительно снизить эксплуатационные издержки и добиться максимального комфорта при работе оборудования.
Что касается производительности: основным расчетным параметром является объем воздуха, который должен поступать в помещение в течение одного часа. В соответствии с санитарными нормативами этот объем должен быть равен 60 м³ на одного взрослого человека или один крат в час от общей кубатуры обслуживаемых помещений (гостиная, кухня, спальни). При выборе рекуператора нужно смотреть не только на производительность установки, но и на напор вентиляторов, которые прокачивают вашу вентиляционную сеть по дому.
Расчет требуемой производительности лучше доверить специалистам. Ведь в случае ошибки замена рекуператора потребует ощутимых финансовых затрат.
Шувалов Дмитрий инженер
Рассчитывая и выбирая установку, для получения более точной информации, придется читать профильную литературу и форумы, обзванивать производителей и поставщиков оборудования (тема очень обширная). Всегда лучше обратится к специалистам. А тем людям, которых этот совет не останавливает, все равно рекомендуется подтвердить правильность выбора у производителя или дистрибьютора оборудования.
Тем не менее, есть несколько рекомендаций, которые помогут застройщику выбрать модель рекуператора, опираясь на свои собственные представления о комфорте и практичности.
Сколько стоит прибор?
На сегодняшний день отечественные производители рекуператоров используют импортные комплектующие, поэтому такие теплообменники стоят недешево. Среди изготовителей, славящихся безупречной репутацией, стоит назвать Теплотекс, собирающий рекуператоры из датского сырья, Машимпекс, работающий на немецких комплектующих, и Данфосс, собирающий изделия из финских пластин.
Схема работы воздухообменника летом
| Изображение | Модель | Рабочая темпе ратура, град. | Произво дитель ность м.кв. | Диаметр Канала, мм | Уровень Шума, ДБ | Средняя цена, руб |
| УВРК 50 МК | -40 — +50 | 13 — 80 | 150 | 42 | 19900 | |
| Dantex DV-200HRE | -20 + 40 | 200 | 146 | 32 — 39 | 24444 | |
| RCS 350 | — 28 — +50 | 330 | 144 | 26 | 36058 | |
| Elicent REC Smart 100/600 | — 30 + 45 | 27 — 53 | 100 | 28 — 35 | 36875 | |
| Vents ВУТ 300 В мини | — 25 + 50 | 300 | 125 | 28 — 47 | 42739 | |
| Mitsubishi Electric LGH-35RX5-E | — 10+46 | 350 | 150 | 31 | 95670 | |
| Electrolux STAR EPVS-1100 | — 15 +40 | 1100 | 250 | 41 | 92330 |
Рекомендации по установке рекуператора
Рекомендации по установке в основном касаются помещений, в которых следует устанавливать рекуператор. В первую очередь для установки используют котельные (если речь идет о частных домовладениях). Также рекуператоры монтируют в подвалах, на чердаках и в других технических помещениях.
Если это не расходится с требованиями технической документации, то установка может быть смонтирована в любом неотапливаемом помещении, при этом разводку вентиляционных каналов, по возможности, следует монтировать в комнатах, имеющих отопление.
Вентиляционные каналы, проходящие через неотапливаемые помещения (а также вне помещений), следует делать максимально утепленными. Воздуховоды, идущие от оборудования до улицы (приточные и вытяжные), также обязательно утепляются. Еще необходимо теплоизолировать узлы прохода воздуховодов сквозь наружные стены.
Учитывая шум, который оборудование может производить во время работы, лучше всего размещать его подальше от спален и от других жилых комнат.
Что касается размещения рекуператора в квартире: лучшим местом для него будет балкон или какое-либо техническое помещение.
При отсутствии такой возможности под установку рекуператора можно отвести свободное пространство гардеробной.
Как бы там ни было, расположение установки во многом зависит от особенностей планировки квартиры или дома, от компоновки и расположения вентиляционной сети и от габаритов устройства.
Особое внимание рекомендуется уделять такому элементу, как ригель. Уже существующие ригеля могут стать большой проблемой при прокладке вентиляционной сети. Обойти данный элемент можно только через техническое помещение или встроенный шкаф, что получается далеко не всегда. Поэтому о проекте вентиляции следует задуматься еще при проектировании дома, заранее предусмотрев в ригеле наличие проходных окон. Эта же рекомендация касается узлов прохода через кровлю.
Несколько советов при покупке устройства
Прежде чем сделать выбор в пользу той или иной модели, следует помнить:
- Рекуператоры издают рабочий шум. Некоторые производители предлагают бесшумные приборы.
Небольшое устройство впишется в любой интерьер
- Потребляемая мощность вентиляции с рекуперацией тепла имеет значение, так как устройство работает круглосуточно.
- Некоторые устройства нуждаются в расходных материалах – фильтрах.
- На приборе в обязательном порядке должна быть указана производительность.
Некоторые умельцы для дополнительной очистки воздуха оснащают готовые приборы специальными фильтрами из пластика или волокнистых материалов. Но стоит помнить, что за этими фильтрами нужно внимательно следить и своевременно менять на новые.
Фильтры для воздухообменников
Полезная информация! Чтобы не образовалось наледи в устройстве, время от времени нужно отключать вентилятор. Пластины оттают от тепла выходящего воздуха.
Дополнительные критерии выбора
Выбирая рекуператор, важно обратить внимание на уровень шума, который он создает в процессе эксплуатации. Этот показатель зависит от материала, из которого изготовлен корпус устройства, от толщины корпуса, от мощности вентиляторов и от других параметров.
По типу установки рекуператоры бывают подвесными (монтируются на потолок) и напольными (устанавливаются на ровную горизонтальную поверхность или вешаются на стену). Выходы под вентканалы могут быть как с двух сторон («сквозная» компоновка) так и с одной стороны («вертикальная» компоновка). Какой рекуператор нужен именно вам – это зависит от конкретных параметров вашей вентиляционной системы и от того, где именно будет монтироваться приточно-вытяжное оборудование.
Выводы
Ещё недавно рекуперационные системы устанавливались только на промышленных предприятиях. Сейчас они становятся необходимы и для домашнего пользования.
Качественный воздухообмен особенно важен для домов, построенных по каркасной технологии
Важно качественно вентилировать дом, чтобы избежать появления плесени и аллергических реакций и при этом сохранять комфортную температуру. Именно поэтому рекуператор так важен для частного дома.
ПОДЕЛИТЕСЬ В СОЦСЕТЯХ
Рекомендации по наличию дополнительного функционала
Важно выбрать для своего дома рекуператор, обладающий чувствительной и надежной автоматикой. Ведь нет ничего хуже, чем оборудование, которое постоянно задействовано в работе и с завидной регулярностью требует к себе внимания. Современная автоматика рекуператоров открывает перед пользователями дополнительные возможности:
- раздельная настройка приточного и вытяжного вентилятора;
- управление кондиционером;
- управление увлажнителем;
- автоматизация и диспетчеризация.
А конструктивные особенности позволяют оснастить устройство дополнительными опциями и системами:
- система автоматической регулировки мощности вентиляторов – VAV-система (поддержание постоянного расхода воздуха);
- система автоматической регулировки расхода воздуха по датчику CO2 (регулирует напор воздушного потока в зависимости от содержания углекислого газа в вытяжном канале);
- таймер с несколькими событиями в день;
- водяные или электрические нагревателя воздуха;
- дополнительные воздушные заслонки;
Сюда же можно отнести систему улучшенной фильтрации.
При выборе оборудования нужно рассматривать приточно-вытяжную установку, как климатический комплекс, который будет поддерживать расход воздуха, а также температуру и влажность (при необходимости) в заданном режиме. Установка дополнительных нагревателей, охладителей, VAV клапанов, увлажнителей или осушителей уже сегодня становится жизненной необходимостью.
Шувалов Дмитрий
Если сам рекуператор не может поддерживать нужную температуру приточного воздуха, то устройство следует дооснастить нагревателем соответствующей мощности. В среднем, если расчетная температура в канале не опускается ниже +14…+15°С, то нагреватель можно не устанавливать. Мое же мнение, таково: лучше не включать нагреватель, если он не нужен, чем, когда нужен – нечего будет включать.
Вышеперечисленные системы и устройства позволяют свести к минимуму участие человека в управлении системой и улучшить качество микроклимата в доме. Современная климатическая система способна постоянно контролировать работоспособность всех узлов опционального оборудования и при необходимости предупреждать пользователя о проблемах в работе системы и об изменении микроклимата в помещении. При использовании VAV системы значительно снижаются расходы на эксплуатацию установки путем временного и/или частичного отключения отдельных помещений от вентиляционной системы.
В настоящее время существуют модели рекуператоров, которые способны подключаться к индивидуальным системам «Умный дом», используя протоколы ModBus или KNX. Подобные устройства идеально подойдут для ценителей продвинутого и современного функционала.